JP2967601B2 - Coating method - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
【0001】[0001]
【発明の分野】本発明は、一般に軸シールに関し、特
に、原子炉冷却材ポンプにおけるシール面上にコーティ
ングを形成する方法に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to shaft seals and, more particularly, to a method for forming a coating on a seal surface in a reactor coolant pump.
【0002】[0002]
【先行技術の説明】加圧水型原子力発電プラントにおい
ては、蒸気を発生させる蒸気発生器に炉心から熱を伝え
るため、原子炉冷却系統が使用されている。そして、蒸
気はタービン式発電機を駆動するために用いられる。原
子炉冷却系統は複数の独立した冷却ループを有してお
り、各冷却ループは、炉心に接続され、また、蒸気発生
器と原子炉冷却材ポンプとを含んでいる。2. Description of the Prior Art In a pressurized water nuclear power plant, a reactor cooling system is used to transfer heat from a reactor core to a steam generator for generating steam. The steam is used to drive a turbine generator. The reactor cooling system has a plurality of independent cooling loops, each cooling loop connected to the core and including a steam generator and a reactor coolant pump.
【0003】原子炉冷却材ポンプは、一般に、高温且つ
高圧で、例えば約288℃(550°F)、約176kg/cm2(2500p
si)で大量の原子炉冷却材を移動させるよう設計された
竪型単段遠心ポンプである。このポンプは、基本的に、
下部から上部にかけて3つの普遍的部分、即ち、水圧部
分と、軸シール部分と、モータ部分とを備えている。下
部の水圧部分は、ポンプの軸(以下、「ポンプ軸」とも
称する)の下端に取り付けられたインペラーを有してお
り、対応のループに原子炉冷却材を圧送すべくインペラ
ーはポンプハウジング内で駆動される。上部のモータ部
分は、ポンプ軸を駆動するために連結されたモータを備
えている。中間の軸シール部分は、直列に配置された3
つの軸シール若しくは封止装置、即ち、下部の第1封止
装置、中間の第2封止装置及び上部の第3封止装置を有
している。これらの封止装置はポンプ軸の上端の近傍に
該ポンプ軸と同軸に配置されている。これらを共働させ
る目的は、原子炉冷却系統の高い正圧の冷却材が通常の
運転状態時にポンプ軸を伝って原子炉格納容器雰囲気に
漏洩するのを機械的に抑えることにある。従来から知ら
れているポンプ軸封止装置の代表的な例は、米国特許第
3,522,948号、同第3,529,838号、同第3,632,117号、同
第3,720,222号、同第4,275,891号、同第4,690,612号及
び同第4,693,481号の各明細書に開示されている。[0003] Reactor coolant pumps are generally hot and high pressure, eg, about 288 ° C (550 ° F), about 176 kg / cm 2 (2500p).
This is a vertical single-stage centrifugal pump designed to move a large amount of reactor coolant in si). This pump is basically
From the bottom to the top, there are three universal parts: a hydraulic part, a shaft seal part and a motor part. The lower hydraulic section has an impeller mounted on the lower end of the pump shaft (hereinafter also referred to as the "pump shaft"), and the impeller is mounted within the pump housing to pump reactor coolant to the corresponding loop. Driven. The upper motor portion has a motor coupled to drive the pump shaft. The middle shaft seal part has 3 parts arranged in series.
It has two shaft seals or sealing devices: a lower first sealing device, an intermediate second sealing device and an upper third sealing device. These sealing devices are arranged near the upper end of the pump shaft and coaxially with the pump shaft. The purpose of cooperating them is to mechanically prevent high positive pressure coolant of the reactor cooling system from leaking into the reactor containment atmosphere through the pump shaft during normal operation. A typical example of a conventionally known pump shaft sealing device is disclosed in U.S. Pat.
Nos. 3,522,948, 3,529,838, 3,632,117, 3,720,222, 4,275,891, 4,690,612 and 4,693,481.
【0004】歴史的に、原子炉冷却材ポンプの軸シール
(封止装置)は、当該ポンプにとり主要な問題部分となっ
ており、原子力発電プラントの設備使用率に相当な影響
を与えている。封止装置は高い系統圧力(約176kg/cm2(2
500psi))を安全に抑えることができなければならない。
直列配列の3つの封止装置はこの圧力を抑えるために使
用され、特に、下部の第1封止装置は、圧力降下の大部
分(約159kg/cm2(2250psi))を吸収する。下部の第1封
止装置はポンプのメインシールである。この第1封止装
置は一般的には静水圧膜・支持型漏洩制御式シールであ
り、その主要構成要素は、ポンプ軸と共に回転する環状
のランナと、ポンプハウジングと共に静止状態を保つ非
回転シールリングである。第1封止装置のランナ及びシ
ールリングは互いに接触或は摺動するようにはなってい
ないが、中間及び上部の封止装置の対応の構成要素、即
ち回転ランナと非回転シールリングは接触形ないし摺動
形のシールを構成する。Historically, reactor coolant pump shaft seals
The (sealing device) is a major problem for the pump and has a considerable effect on the capacity factor of the nuclear power plant. The sealing device has a high system pressure (approximately 176 kg / cm 2 (2
500psi)) must be safely controlled.
Three sealing devices of the series arrangement is used to suppress the pressure, in particular, the first sealing device bottom, absorbs most of the pressure drop (about 159kg / cm 2 (2250psi)) . The lower first sealing device is the main seal of the pump. This first sealing device is typically a hydrostatic membrane-supported leak control seal, the main components of which are an annular runner that rotates with the pump shaft and a non-rotating seal that remains stationary with the pump housing. It is a ring. Although the runner and seal ring of the first sealing device are not adapted to contact or slide with each other, the corresponding components of the intermediate and upper sealing devices, namely the rotating runner and the non-rotating seal ring, are in contact type. Or a sliding seal.
【0005】従来、接触形封止装置(中間の第2封止装
置及び上部の第3封止装置)の構成要素であるランナ
は、シールに接触する面に炭化クロムのコーティングを
有するステンレス鋼製の基体から構成されている。コー
ティングは、爆裂ガンもしくはデトネーションガン(de
tonation gun)技術を用いてステンレス鋼製基体上に炭
化クロム粉を付着させることにより形成される。コーテ
ィングと基体との間の接合は、粉体化された炭化クロム
を基体に衝突させた際の機械的衝撃力のみにより得られ
る。このようにして設けられたコーティングの密度は、
理論密度の 100%を大幅に下回るのが一般的である。Conventionally, runners which are components of a contact-type sealing device (an intermediate second sealing device and an upper third sealing device) are made of stainless steel having a chromium carbide coating on a surface in contact with the seal. Of the substrate. Coating is explosion gun or detonation gun (de
It is formed by depositing chromium carbide powder on a stainless steel substrate using a tonation gun) technique. Bonding between the coating and the substrate is obtained solely by the mechanical impact force of the powdered chromium carbide impinging on the substrate. The density of the coating provided in this way is
It is generally well below 100% of theoretical density.
【0006】前述したようにして形成された炭化クロム
コーティングは、十分に満足いくものでないことが分か
っている。即ち、炭化クロムコーティングを有するラン
ナにブリスタリングが発生したことが観察された。ブリ
スタリングは、原子炉で適用される核水化学を構成する
腐食性物質、例えば塩素含有化合物やイオウ含有化合物
との接触により発生される。このような腐食性物質が炭
化クロムコーティングの細孔を通ってステンレス鋼基体
とコーティングの境界部に浸透する。この腐食により発
生される水素ガスの形成は、やがてはコーティング面の
剥離、即ちブリスタリングを生ずる。このように、ブリ
スタリングは、従来のコーティングに特有の多孔性、及
びステンレス鋼とコーティングの境界部での接合が最適
でないことに起因する。[0006] Chromium carbide coatings formed as described above have been found to be less than satisfactory. That is, it was observed that blistering occurred in the runner having the chromium carbide coating. Blistering is generated by contact with corrosive substances, such as chlorine-containing compounds and sulfur-containing compounds, that make up nuclear water chemistry applied in nuclear reactors. Such corrosive materials penetrate through the pores of the chromium carbide coating to the interface between the stainless steel substrate and the coating. The formation of hydrogen gas generated by this corrosion eventually causes peeling of the coating surface, that is, blistering. Thus, blistering is due to the porosity inherent in conventional coatings and the non-optimal bonding at the stainless steel / coating interface.
【0007】炭化クロムのコーティングを改善するため
の最近の手段が、特開平2−298276号公報に開示
されている。その手段では、デトネーシヨンガンの使用
により、溶融された粉体をステンレス鋼の基体上にコー
ティングとして付着させ、その後、コ−ティングを被包
し、更に、ほぼ最大限の理論密度までコーティングを高
密度化させるために、熱間等静圧圧縮成形法(HIP)
を適用することとしている。この熱間等静圧圧縮成形法
による処理工程において、コーティングは高温・高圧の
サイクルにさらされ、細孔が除去され、コーティングの
構成材料間を冶金的に接合できるよう焼結される。しか
し、被包されたコーティング内のガスの放出を避けるた
め、熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に達する最
高温度は、コーティングの構成材料の融点2/3以下の
温度とされている。A recent measure for improving the coating of chromium carbide is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-298276 . In that approach, the use of a detonation gun deposits the molten powder as a coating on a stainless steel substrate, then encapsulates the coating and further increases the coating to near maximum theoretical density. Hot isostatic pressing (HIP) to increase density
Is to be applied. In this hot isostatic pressing process, the coating is subjected to a high temperature, high pressure cycle to remove pores and sinter to allow metallurgical bonding between the components of the coating. However, to avoid the release of gas in the encapsulated coating, the maximum temperature reached during the hot isostatic pressing process is below the melting point of the constituent materials of the coating. .
【0008】この手段は、付着されたコーティングの細
孔を除去し、それによりブリスタリングを減じるための
方法としては適切なものだとしても、基体にコーティン
グを付着させるためにデトネーションガン技術を用いて
いては、コーティングと基体との間で得られる接合の質
に限界がある。コーティングを形成する粉体はセラミッ
クと金属結合剤の混合物であるが、これらは共に、デト
ネーションガン技術を用いてスプレーされるためには、
溶融状態とされなければならない。デトネーションガン
は溶融混合物を粘土状に付着させ、それらが基体に付く
と、急速に冷却する。冷却された粘土状混合物は、次善
の微粒子間接合となっているコーティングであり、熱サ
イクル的環境で微小割れや層剥離を生じやすいコーティ
ングを形成する。This means employs detonation gun technology to deposit the coating on the substrate, even though it is suitable as a method for removing pores in the deposited coating and thereby reducing blistering. Thus, the quality of the bond obtained between the coating and the substrate is limited. The powder that forms the coating is a mixture of ceramic and metal binder, both of which, in order to be sprayed using detonation gun technology,
It must be in a molten state. The detonation gun deposits the molten mixture in a clay-like manner and cools rapidly as they adhere to the substrate. The cooled clay-like mixture is a sub-optimal interparticle bonding coating that forms a coating that is prone to microcracking and delamination in a thermal cycling environment.
【0009】付着された炭化クロムコーティングに熱間
等静圧圧縮成形を次いで適用することは、コーティング
を高密度化するが、デトネーションガンの使用により生
ずる問題を回避することができないのが一般的である。
従って、付着されたコーティングを更に改善すべく、前
記手段を改良する必要がある。The subsequent application of hot isostatic pressing to the deposited chromium carbide coating densifies the coating, but generally does not avoid the problems caused by the use of a detonation gun. is there.
Therefore, there is a need to improve the means to further improve the applied coating.
【0010】[0010]
【発明の概要】本発明は、前記必要性を満足するため
に、基体上にコーティングを形成する改良方法を提供す
る。コーティングの組成間で更に良好な微粒子間接合を
形成すること、コーティングと基体との間の接合を向上
させること、及び、コーティングの高密度化を改善する
こと、によって、コーティングにより与えられる耐摩耗
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性は向上される。
本発明は、デトネーションガン技術によるプラズマスプ
レー付着法の適用を排除する。本発明では、デトネーシ
ョンガン技術に代えて、コーティングを形成する粉体
は、遊離した状態で付着され、或はまた、前成形体とし
て部分的に固められた状態で付着される。また、デトネ
ーションガン技術の使用を排除することのできる粉体の
処理を導入することとした。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an improved method of forming a coating on a substrate to satisfy the above needs. Abrasion resistance provided by coatings by forming better interparticulate bonds between the composition of the coating, improving the bond between the coating and the substrate, and improving the densification of the coating , Corrosion or erosion resistance and thermal properties are improved.
The present invention eliminates the application of plasma spray deposition by detonation gun technology. In the present invention, instead of the detonation gun technique, the powder forming the coating is applied in a loose state or is applied in a partially hardened state as a preform. We have also introduced a powder treatment that can eliminate the use of detonation gun technology.
【0011】より詳細に述べるならば、粉体の処理は、
粉体状の混合物のガス含有量を減じることができ、この
粉体を金属結合剤で少なくとも部分的に薄く被覆された
セラミック粒子から成る混合物とすることができ、デト
ネーションガン技術による溶融物スプレーのような方法
で粉体を付着させる必要を無くすことができ、更には、
熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に金属結合剤の
成分の融点の近くまでコーティングを形成する付着粉体
の温度を上昇させ、その後のコーティングと基体の冷却
を制御して微粒子間接合を改善すると共に、コーティン
グと基体との間の接合を改善することができる。More specifically, the processing of the powder
The gas content of the powdery mixture can be reduced, the powder can be a mixture of ceramic particles at least partially thinly coated with a metal binder, and the melt spray by detonation gun technology can be used. It is possible to eliminate the need to adhere the powder in such a way,
During the process of hot isostatic pressing, the temperature of the adhered powder that forms the coating near the melting point of the components of the metal binder is increased, and the subsequent cooling of the coating and the substrate is controlled to join the particles. And the bonding between the coating and the substrate can be improved.
【0012】従って、本発明は、例えば原子炉冷却材ポ
ンプに使用されるような封止装置の構成要素のシール面
にコーティングを形成するためのコーティング形成方法
に向けられている。このコーティング形成方法は、(a)
セラミック粒子及び金属結合剤の混合物内のガス含有量
を大幅に減じるように、且つ、前記金属結合剤で前記セ
ラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するように、前
記混合物から成る粉体を処理する工程と、(b)封止装置
の構成要素のシール面に形成された溝に粉体の前記混合
物を付着させ、該シール面にコーティングを形成する工
程と、(c)前記シール面上の少なくとも前記コーティン
グを覆うように金属製カバーを取り付けることにより、
少なくとも前記コーティングを被包する工程と、(d)前
記カバーと前記シール面上の前記コーティングとの間の
空気を減圧排気する工程と、(e)前記コーティングを実
質的に最大限の理論密度まで高密度化し、前記溝におい
て前記シール面に前記コーティングを冶金的に接合し、
前記金属結合剤で前記セラミック粒子の濡れを形成し、
且つ、前記金属結合剤により濡れが形成された前記セラ
ミック粒子間を微粒子間接合する態様で、前記カバーに
より被包された前記コーティング及び前記構成要素を熱
間等静圧圧縮成形する工程と、から成る。Accordingly, the present invention is directed to a method for forming a coating for forming a coating on a sealing surface of a component of a sealing device, such as used in a reactor coolant pump. This coating forming method comprises the steps of (a)
Treating a powder comprising the mixture so as to significantly reduce the gas content in the mixture of ceramic particles and metal binder and to at least partially coat the ceramic particles with the metal binder. (B) attaching the mixture of powders to grooves formed on the sealing surface of a component of the sealing device to form a coating on the sealing surface; and (c) forming at least the coating on the sealing surface. By attaching a metal cover to cover the coating,
At least encapsulating the coating, (d) evacuating the air between the cover and the coating on the sealing surface, and (e) compressing the coating to a substantially maximum theoretical density. Densifying, metallurgically bonding the coating to the sealing surface in the groove,
Forming a wetting of the ceramic particles with the metal binder;
And a step of hot isostatic pressing of the coating and the components encapsulated by the cover in a manner of bonding the fine particles between the ceramic particles wetted by the metal binder. Become.
【0013】更に、このコーティング形成方法は、更
に、(f)封止装置の構成要素及びカバーにより被包され
たコーティングを所定の割合で冷却する工程と、(g)冷
却後に、コーティングからカバーを取り外す工程とを含
む。冷却は、例えば1時間に約100℃の割合で行われ
る。Further, the coating forming method further comprises: (f) a step of cooling the coating encapsulated by the components of the sealing device and the cover at a predetermined rate; and (g) removing the cover from the coating after cooling. Removing step. The cooling is performed, for example, at a rate of about 100 ° C. per hour.
【0014】より詳細には、粉体を処理する工程は、セ
ラミック粒子及び金属結合剤の混合物を形成するため
に、セラミック粒子及び金属結合剤を混合する副工程
と、溶融された金属結合剤により被覆されガス含有量が
減じられたセラミック粒子群を形成するために、セラミ
ック粒子の融点よりも低い金属結合剤の融点までセラミ
ック粒子及び金属結合剤の混合物を加熱する副工程と、
溶融された金属結合剤により被覆されたセラミック粒子
群を冷却して、その固形の固まりを形成する副工程と、
少なくとも部分的に金属結合剤で被覆された状態を保っ
たままセラミック粒子の粉体混合物を所望の寸法に粒状
化するために、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕する副工程と、を含んでいる。粉体混合
物を付着させる工程は、粉体混合物をばらの状態で付着
させること、又は、前成形体として部分的に固めた状態
で付着させることから成る。More specifically, the step of treating the powder comprises a sub-step of mixing the ceramic particles and the metal binder to form a mixture of the ceramic particles and the metal binder, and a step of mixing with the molten metal binder. Heating the mixture of ceramic particles and metal binder to a melting point of the metal binder lower than the melting point of the ceramic particles to form a group of coated and reduced gas content ceramic particles;
Sub-step of cooling the ceramic particles coated with the molten metal binder to form a solid mass thereof;
Grinding a mass of ceramic particles coated with a metal binder to granulate the powder mixture of ceramic particles to a desired size while remaining at least partially coated with the metal binder; and , Including. The step of applying the powder mixture comprises applying the powder mixture in a loose state or in a partially hardened state as a preform.
【0015】更に、封止装置の構成要素及びカバーによ
り被包されたコーティングを熱間等静圧圧縮成形する工
程は、金属結合剤によるセラミック粒子の濡れを生じさ
せるのに十分であるように、金属結合剤の融点未満であ
るがその温度に近い高温で行われる。熱間等静圧圧縮成
形におけるその高い温度は、金属結合剤の融点の200℃
以内であるのが好ましい。Furthermore, the step of hot isostatic pressing of the coating encapsulated by the components of the sealing device and the cover may be sufficient to cause wetting of the ceramic particles by the metal binder. It is performed at a high temperature below the melting point of the metal binder but close to that temperature. The high temperature in hot isostatic pressing is 200 ° C, the melting point of the metal binder.
It is preferably within the range.
【0016】本発明の上記及び他の特徴や効果は、本発
明の実施例を示す図面に沿っての以下の詳細な説明を読
むことによって、当業者にとり明らかとなろう。The above and other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from a reading of the following detailed description, taken in conjunction with the drawings, illustrating embodiments of the present invention.
【好適な実施例の詳細な説明】以下の説明において、同
一の参照符号は、全図面を通して同一又は相当部分を示
している。また、以下の説明において、「前方」、「後
方」、「左方」、「右方」、「上方」、「下方」等の語
は便宜上の言葉であり、限定的な語として理解されるべ
きものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings. Further, in the following description, words such as “front”, “rear”, “left”, “right”, “upper”, “lower” are words for convenience and are understood as limiting words. It should not be.
【0017】[0017]
【従来の原子炉冷却材ポンプ】図面、特に図1を参照す
ると、従来一般の原子炉の冷却系統における複数の冷却
ループ10のうちの1つが概略的に示されている。冷却ル
ープ10は、原子炉の炉心16に閉回路で直列に接続された
蒸気発生器12及び原子炉冷却材ポンプ14を備えている。
蒸気発生器12は、その入口プレナム20と出口プレナム22
と連通する一次系管18を備えている。蒸気発生器12の入
口プレナム20は、炉心16の出口と流通可能に連結されて
おり、 該出口から閉回路における流路24を経て高温の冷
却材を受け入れるようになっている。 蒸気発生器12の出
口プレナム22は、 閉回路の流路26を介して原子炉冷却材
ポンプ14の入口吸込み側に流通可能に連結されている。
原子炉冷却材ポンプ14の出口圧力側は炉心16の入口と流
通可能に連結され、 該入口に閉回路の流路28を通して低
温の冷却材を供給するようになっている。Conventional Reactor Coolant Pump Referring to the drawings, and more particularly to FIG. 1, there is schematically shown one of a plurality of cooling loops 10 in a conventional general reactor cooling system. The cooling loop 10 includes a steam generator 12 and a reactor coolant pump 14 connected in series to a reactor core 16 in a closed circuit.
The steam generator 12 has an inlet plenum 20 and an outlet plenum 22.
And a primary system pipe 18 communicating with the primary system. An inlet plenum 20 of the steam generator 12 is communicatively connected to an outlet of the reactor core 16 and receives a high-temperature coolant from the outlet through a flow path 24 in a closed circuit. The outlet plenum 22 of the steam generator 12 is communicably connected to the inlet suction side of the reactor coolant pump 14 via a closed circuit flow path 26.
The outlet pressure side of the reactor coolant pump 14 is communicatively connected to the inlet of the reactor core 16, and supplies a low-temperature coolant to the inlet through a flow path 28 of a closed circuit.
【0018】簡単に述べるならば、原子炉冷却材ポンプ
14は、冷却材を高圧で閉回路内を圧送する。詳細には、
炉心16から流出する高温の冷却材は、蒸気発生器12の入
口プレナム20に導かれ、そこに連通している1次系管18
に導入される。 高温の冷却材は、1次系管18内におい
て、公知手段(図示しない)を経て蒸気発生器12に供給
される冷却給水と熱交換関係で流れる。従って、給水は
加熱され、その一部がタービン発電機(図示しない)を
駆動する際に用いられる蒸気に変換される。そして、熱
交換により温度が下がった冷却材は、原子炉冷却材ポン
プ14を経て炉心16に再循環される。Briefly, a reactor coolant pump
14 pumps coolant through a closed circuit at high pressure. For details,
The high-temperature coolant flowing out of the core 16 is guided to an inlet plenum 20 of the steam generator 12, and a primary pipe 18 communicating therewith.
Will be introduced. The high-temperature coolant flows in the primary system pipe 18 in a heat exchange relationship with cooling water supplied to the steam generator 12 via known means (not shown). Thus, the feedwater is heated and a portion is converted to steam used to drive a turbine generator (not shown). The coolant whose temperature has been lowered by the heat exchange is recirculated to the reactor core 16 via the reactor coolant pump 14.
【0019】原子炉冷却材ポンプ14は、 多量の冷却材
を、高温且つ高圧で閉回路全体に流すことができなけれ
ばならない。熱交換後に蒸気発生器12からポンプ14に流
れる冷却材の温度は、 熱交換前に炉心16から蒸気発生器
12に流れる冷却材の温度よりも相当に低く冷却される
が、それでもなお、その温度は比較的に高く、一般的に
は約288℃(550°F)である。ポンプ14により与えられ
る冷却材の圧力は、通常、約176kg/cm2(2500psi)であ
る。The reactor coolant pump 14 must be able to pass large amounts of coolant at high temperatures and pressures throughout the closed circuit. Before the heat exchange, the temperature of the coolant flowing from the steam generator 12 to the pump 14
Although cooled significantly below the temperature of the coolant flowing to 12, it is still relatively high, typically about 288 ° C (550 ° F). The coolant pressure provided by pump 14 is typically about 176 kg / cm 2 (2500 psi).
【0020】図2及び図3に示すように、従来の原子炉
冷却材ポンプ14は、 一般に、 一端がシールハウジング32
で終端しているポンプハウジング30を有している。ま
た、ポンプ14はポンプ軸34を有し、このポンプ軸34は、
ポンプハウジング30の中心で延びると共に、シールハウ
ジング32内で封止可能に且つ回転可能に取り付けられて
いる。 図示していないが、ポンプ軸34の下部部分はイン
ペラーに連結され、 上部部分は高馬力の誘導型電動モー
タに連結されている。モータがポンプ軸34を回転させる
と、ポンプハウジング30の内部36のインペラーは、周囲
の圧力から約176kg/cm2(2500psi)のカバーガスの圧力
までの範囲の圧力でポンプハウジング30内を流れる冷却
材を循環させる。シールハウジング32の外側部分は周囲
の雰囲気により囲まれているので、この加圧された冷却
材は、上向きの静圧荷重をポンプ軸34に及ぼす。As shown in FIGS. 2 and 3, the conventional reactor coolant pump 14 generally has a seal housing 32 at one end.
A pump housing 30 terminating at the end. Further, the pump 14 has a pump shaft 34, and the pump shaft 34
It extends at the center of the pump housing 30 and is sealably and rotatably mounted within the seal housing 32. Although not shown, the lower part of the pump shaft 34 is connected to the impeller, and the upper part is connected to a high horsepower induction type electric motor. As the motor rotates the pump shaft 34, the impeller inside 36 of the pump housing 30 cools through the pump housing 30 at a pressure ranging from ambient pressure to a cover gas pressure of about 176 kg / cm 2 (2500 psi). Circulate the material. Since the outer portion of the seal housing 32 is surrounded by the surrounding atmosphere, the pressurized coolant exerts an upward static load on the pump shaft 34.
【0021】ポンプハウジング30の内部36とシールハウ
ジング32の外部との間に約176kg/cm2(2500psi)の圧力
バウンダリーを維持しながら、 ポンプ軸34がシールハウ
ジング32内で自由に回転し得るように、直列に配置され
た下部の第1封止装置38、中間の第2封止装置40及び上
部の第3封止装置42が、ポンプハウジング30内に、 ポン
プ軸34の回りの図2及び図3に示す位置に設けられてい
る。圧力封止の大部分(約158kg/cm2(2250psi))を受け
持つ下部の第1封止装置38は非接触の静圧式であり、他
方、第2及び第3封止装置40、42は接触・摩擦による機
械式である。The pump shaft 34 can rotate freely within the seal housing 32 while maintaining a pressure boundary of approximately 176 kg / cm 2 (2500 psi) between the interior 36 of the pump housing 30 and the exterior of the seal housing 32. A lower first sealing device 38, an intermediate second sealing device 40, and an upper third sealing device 42, which are arranged in series, are arranged in the pump housing 30 around the pump shaft 34 in FIGS. It is provided at the position shown in FIG. First sealing device 38 of the lower responsible for most of the pressure sealing (approximately 158kg / cm 2 (2250psi)) is a hydrostatic contactless, while the second and third sealing device 40, 42 contact・ Mechanical type by friction.
【0022】一般に、ポンプ14における各封止装置38、
40、42は、ポンプ軸34に一体的に回転するように取り付
けられた環状のランナ44、46、48と、シールハウジング
32内に固定された環状のシールリング50、52、54をそれ
ぞれ有している。互いに対をなすランナ44、46、48とシ
ールリング50、52、54とは、それぞれ、互いに対向して
いる上向きの面56、58、60と、下向きの面62、64、66と
を有している。下部の第1封止装置38におけるランナ44
とシールリング50の対向面56、62は、通常、互いに接し
ておらず、一般的には流体膜がその間を流れている。他
方、中間の第2封止装置40のランナ46とシールリング52
の対向面58、64、及び上部の第3封止装置42のランナ48
とシールリング54の対向面60、66は、互いに対して接触
ないし摩擦係合しているのが一般的である。Generally, each sealing device 38 in the pump 14
40, 42 are annular runners 44, 46, 48 mounted for rotation integrally with the pump shaft 34, and a seal housing.
Each has an annular seal ring 50, 52, 54 fixed within 32. The paired runners 44, 46, 48 and the sealing rings 50, 52, 54 each have an upwardly facing surface 56, 58, 60 and a downwardly facing surface 62, 64, 66, respectively. ing. Runner 44 in lower first sealing device 38
The opposing surfaces 56, 62 of the seal ring 50 and the seal ring 50 do not usually contact each other, and a fluid film generally flows between them. On the other hand, the runner 46 of the intermediate second sealing device 40 and the seal ring 52
And the runner 48 of the upper third sealing device 42
The opposed surfaces 60, 66 of the seal ring 54 and the seal ring 54 are generally in contact or frictional engagement with each other.
【0023】第1封止装置38は通常、膜・支持モードで
作動するので、シールハウジング32と、該シールハウジ
ング32に回転可能に取り付けられたポンプ軸34との間の
環状スペースに漏洩する冷却材を処理するために、何等
かの措置を採らなければならない。従って、シールハウ
ジング32は第1のリークオフポート68を備え、他方、第
2及び第3のリークオフポート70、72が第2及び第3封
止装置40、42から漏洩する冷却材を処理する。Since the first sealing device 38 normally operates in a membrane-support mode, the cooling leaking into the annular space between the seal housing 32 and the pump shaft 34 rotatably mounted on the seal housing 32. Some action must be taken to dispose of the wood. Accordingly, the seal housing 32 has a first leak-off port 68, while the second and third leak-off ports 70,72 handle coolant leaking from the second and third sealing devices 40,42. .
【0024】[0024]
【改良された微粒子間接合のためのコーティング形成方
法】次に、図4及び図5は、接触形の第2封止装置40の
環状ランナ46を示している。このランナ46は、例えば30
4、316又は410タイプのステンレス鋼から作られ中央開
口76を有する環状の基体74の形となっている。また、基
体74の外側の上部接触シール面58には、環状の溝78が形
成されている。例えば、溝78の深さ及び幅はそれぞれ、
0.178mm(0.007in.)、約12.7mm(1/2in.)である。Next, FIGS. 4 and 5 show the annular runner 46 of the second sealing device 40 of the contact type. This runner 46 is, for example, 30
It is in the form of an annular substrate 74 made of 4,316 or 410 type stainless steel and having a central opening 76. Further, an annular groove 78 is formed in the upper contact seal surface 58 outside the base 74. For example, the depth and width of the groove 78 are respectively
It is 0.178 mm (0.007 in.) And about 12.7 mm (1/2 in.).
【0025】本発明のコーティング形成方法によれば、
コーティング80(好ましくは、1種以上の金属結合剤で
被覆された1種以上のセラミック又は耐火性物質の粒子
から成るコーティング)が、外側のシール面58の環状溝
78を満たしてそこから外方に突出するように付着され
る。図示実施例において、付着されたコーティング80
は、約0.152〜0.203mm(0.006〜0.008in.)の範囲内の厚
さを有する。同様なコーティングが、接触形の第3封止
装置42のランナ48の溝にも付着される。従って、本発明
のコーティング形成方法は、ランナ46及びランナ48の両
方に適用される。According to the coating forming method of the present invention,
A coating 80 (preferably a coating of one or more ceramic or refractory particles coated with one or more metal binders) is provided in an annular groove in the outer sealing surface 58.
It is attached so as to fill 78 and protrude outward from it. In the illustrated embodiment, the applied coating 80
Has a thickness in the range of about 0.152-0.203 mm (0.006-0.008 in.). A similar coating is also applied to the grooves of the runner 48 of the third contact device 42. Therefore, the coating forming method of the present invention is applied to both the runner 46 and the runner 48.
【0026】コーティング80により与えられる耐摩耗
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性を向上するため
に、図6においてブロック図の形で示したような本発明
のコーティング形成方法が用いられる。ブロック82は、
本形成方法の第1工程を示すもので、セラミック粒子と
金属結合剤との混合物から成る粉体を処理する。以下で
詳細に説明するが、この処理工程は粉体を前処理し、混
合物のガス含有量を大幅に減ずると共に、金属結合剤で
セラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するものであ
る。To improve the abrasion, corrosion or erosion resistance and thermal properties provided by the coating 80, the coating forming method of the present invention as shown in block diagram form in FIG. 6 is used. Block 82
FIG. 3 shows a first step of the present forming method, in which powder composed of a mixture of ceramic particles and a metal binder is treated. As will be described in detail below, this processing step pre-treats the powder, greatly reduces the gas content of the mixture, and at least partially coats the ceramic particles with a metal binder.
【0027】ブロック84は本形成方法の第2工程を示し
ており、この工程で、ランナ46の基体74のシール面58に
コーティング80を形成するために、シール面58の溝78に
粉体混合物を付着させる。この付着工程は、粉体混合物
をばら状態で付着させることにより行っても良いし、或
はまた、前成形インサートとして部分的に固めた状態で
付着させる方法を採っても良い。Block 84 illustrates the second step of the present forming method, in which the powder mixture is applied to the groove 78 of the sealing surface 58 to form a coating 80 on the sealing surface 58 of the base 74 of the runner 46. To adhere. This adhering step may be performed by adhering the powder mixture in a loose state, or by adhering the powder mixture in a partially solidified state as a preformed insert.
【0028】図6のブロック85は、シール面58上のコー
ティング80を被包するという本形成方法の第3工程を示
している。前記2つの態様のいずれも、コーティング80
を被包するために使用され得る。図7に示すように、ス
テンレス鋼又はモリブデンのような適当な材料から作ら
れた密閉容器86内にランナ46の基体74及びコーティング
80を封じることにより、基体74及びコーティング80の両
者が被包される。また、容器86の内部とランナ46の上面
58及び下面92の各々との間に、セラミックインサート、
即ち粉体88をモリブデン薄板と共に配置し、容器86から
ランナ46を確実に分離できるようにするのが好ましい。
他方、図8に示すように、コーティング80のみがカバー
94により被包され、外側の雰囲気から封止されるように
しても良い。このカバー94はステンレス鋼又はモリブデ
ンのような適当な材料から作られ、基体74に両側の縁部
94Aで電子ビーム等により溶接される。図6のブロック
96は本形成方法の第4工程を示すもので、この第4工程
は、容器86又はカバー94と、ランナ基体74のシール面58
上のコーティング80との間から、空気を図7に示す管97
を介して減圧排気するものである。Block 85 of FIG. 6 illustrates the third step of the present method of encapsulating the coating 80 on the sealing surface 58. In either of the two embodiments, the coating 80
Can be used for encapsulation. As shown in FIG. 7, the base 74 of the runner 46 and the coating 74 are enclosed in a closed vessel 86 made of a suitable material such as stainless steel or molybdenum.
By sealing 80, both substrate 74 and coating 80 are encapsulated. Also, the inside of the container 86 and the upper surface of the runner 46
Between each of 58 and the lower surface 92, a ceramic insert,
That is, it is preferable that the powder 88 be disposed together with the molybdenum thin plate so that the runner 46 can be reliably separated from the container 86.
On the other hand, as shown in FIG.
It may be encapsulated by 94 and sealed from the outside atmosphere. The cover 94 is made of a suitable material such as stainless steel or molybdenum and has a
It is welded by an electron beam at 94A. FIG. 6 block
Reference numeral 96 denotes a fourth step of the present forming method. This fourth step comprises the steps of forming the container 86 or the cover 94 and the sealing surface 58
From the space between the upper coating 80 and the pipe 97 shown in FIG.
Is evacuated through a vacuum.
【0029】ブロック98は本形成方法の第5工程を示
し、この第5工程では、コーティング80を実質的に最大
限の理論密度まで高密度化すると共に、コーティング80
をランナ46の基体74の溝78内において該基体74のシール
面58に冶金的に接合させるために、容器86又はカバー94
により被包されたランナ74及びコーティング80を熱間等
静圧圧縮成形する。より詳細には、コーティング80を有
する基体74は、一般的な熱間等静圧圧縮成形機(図示し
ない)に配置され、高圧高温のサイクルにさらされる。
容器86又はカバー94の材料は、このような高圧高温のサ
イクルに耐えることができる。熱間等静圧圧縮成形は、
351〜2109kg/cm2(5000〜30000psi)の範囲内の圧力で実
行されるのが好ましい。Block 98 represents the fifth step of the method, in which the coating 80 is densified to a substantially maximum theoretical density while the coating 80 is densified.
Container 86 or cover 94 for metallurgically bonding the sealing surface 58 of the base 74 within the groove 78 of the base 74 of the runner 46.
The runner 74 and the coating 80 encapsulated by the above are subjected to hot isostatic pressing. More specifically, the substrate 74 with the coating 80 is placed on a typical hot isostatic pressing machine (not shown) and subjected to a high pressure and high temperature cycle.
The material of the container 86 or cover 94 can withstand such high pressure and high temperature cycles. Hot isostatic pressing is
It is preferably carried out at a pressure in the range 351 to 2109 kg / cm 2 (5000 to 30000 psi).
【0030】本発明による改良点の1つは、金属結合剤
によってセラミック粒子のいわゆる濡れを形成し、それ
によりセラミック粒子間を微粒子間接合するために、金
属結合剤の融点未満であるが該融点に近い高温で、ブロ
ック98の熱間等静圧圧縮成形工程を実行することであ
る。この温度は金属結合剤の融点の100℃以内であるの
が好ましい。例えば、金属結合剤がニッケルクロム(Ni
Cr)である場合、その温度は、ニッケルクロムの融点、
1394℃の200℃以内となる。One of the improvements according to the invention is that the metal binder forms a so-called wetting of the ceramic particles, so that the inter-particulate bonding between the ceramic particles is less than the melting point of the metal binder, And performing the hot isostatic pressing of block 98 at a high temperature close to This temperature is preferably within 100 ° C. of the melting point of the metal binder. For example, if the metal binder is nickel chrome (Ni
Cr), the temperature is the melting point of nickel chromium,
It is within 200 ℃ of 1394 ℃.
【0031】図6のブロック100は、容器86又はカバー9
4により被包されたコーティング80を有するランナ基体7
4を冷却する本形成方法の第6工程を示している。基体7
4及びコーティング80の熱膨張率の違いに関連される問
題を緩和するために、冷却は1時間に約100℃に抑えら
れるべきである。別言すれば、冷却は1時間に約100℃
の割合で行われる。The block 100 shown in FIG.
Runner substrate 7 with coating 80 encapsulated by 4
6 shows a sixth step of the present forming method for cooling the fourth step. Base 7
Cooling should be limited to about 100 ° C. per hour to mitigate problems associated with differences in the coefficient of thermal expansion of 4 and coating 80. In other words, cooling is about 100 ° C per hour
Done at the rate of
【0032】熱間等静圧圧縮成形工程及び冷却工程が完
了したならば、図6で本形成方法の第7工程を示すブロ
ック102により示されるように、容器86又はカバー94が
取り外される。この後、ランナ46の基体74とコーティン
グ80は洗浄され、仕上げ加工が行われる。When the hot isostatic pressing and cooling steps are completed, the container 86 or cover 94 is removed, as indicated by block 102, which shows the seventh step of the present forming method in FIG. Thereafter, the base 74 and the coating 80 of the runner 46 are cleaned and finished.
【0033】図9を参照すると、本発明のコーティング
形成方法における粉体処理第1工程(図6のフローチャ
ートのブロック82で示す部分)を構成する副工程のフロ
ーチャートが示されている。図9のブロック104で示す
粉体処理の第1副工程は、所望の割合でセラミック粒子
と金属結合剤の所望の混合物を形成するために、セラミ
ック粒子と金属結合剤とを混合して調合するという工程
である。用いられる金属結合剤の量は、通常、混合物の
重量で15〜40%の範囲であり、前述の熱間等静圧圧縮成
形工程においてセラミック粒子の良好な濡れを形成する
のに必要な最小量とすべきである。好適な混合物の構成
の一例はCrC及びNiCrである。用途によっては、WC-Co-C
uやAl2O3、Si3N4のような他のセラミック、或は、CoやN
iのような他の金属結合剤も使用できる。金属結合剤の
選択は、セラミックとの適合性、及び、特定の用途につ
いてのその腐食性ないしは摩耗性に基づく。Referring to FIG. 9, there is shown a flowchart of a sub-step constituting the first step (part indicated by the block 82 in the flowchart of FIG. 6) of the powder processing in the coating forming method of the present invention. The first sub-step of powder processing, indicated by block 104 in FIG. 9, is to mix and blend the ceramic particles and the metal binder to form the desired mixture of ceramic particles and metal binder in the desired proportions. This is the process. The amount of metal binder used is usually in the range of 15 to 40% by weight of the mixture, the minimum amount necessary to form good wetting of the ceramic particles in the hot isostatic pressing process described above. Should be. One example of a suitable mixture composition is CrC and NiCr. WC-Co-C for some applications
u or other ceramics such as Al 2 O 3 , Si 3 N 4 or Co or N
Other metal binders such as i can also be used. The choice of metal binder is based on its compatibility with the ceramic and its corrosive or abrasive properties for the particular application.
【0034】図9のブロック106で示す粉体混合物処理
の第2副工程では、溶融した金属結合剤で被覆され且つ
ガス含有量が減じられた一まとまりのセラミック粒子を
形成するために、セラミック粒子の融点よりも低い金属
結合剤の融点までセラミック粒子と金属結合剤の混合物
を加熱することによって、この混合物を前処理すること
としている。この工程によって、セラミック粒子は通
常、結合剤の層によって確実に囲まれることになる。The second sub-step of the powder mixture process, shown at block 106 in FIG. 9, is to form a set of ceramic particles coated with a molten metal binder and having a reduced gas content. The mixture is pretreated by heating the mixture of ceramic particles and metal binder to a melting point of the metal binder lower than the melting point of the metal binder. This step ensures that the ceramic particles are usually surrounded by a layer of binder.
【0035】図9のブロック108は、溶融した金属結合
剤で被覆されたセラミック粒子群を冷却して固体の塊を
形成するという粉体混合物処理の第3副工程を示し、ブ
ロック110は、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕し、セラミック粒子の粉体混合物を所望
のサイズに粒状化する第4副工程を示している。この
際、粒状化されたセラミック粒子は未だ金属結合剤によ
り少なくとも部分的に被覆されている。この状態で、粉
体混合物は、前述した図6のブロック98で示す熱間等静
圧圧縮成形工程に対する準備が整ったことになる。この
時、粉体は、ガス含有量が少なく、同時に、熱間等静圧
圧縮成形工程中に良好な濡れと微粒子間接合を形成する
面特性を有する。Block 108 of FIG. 9 illustrates a third sub-step of the powder mixture treatment of cooling the ceramic particles coated with the molten metal binder to form a solid mass; FIG. 14 shows a fourth sub-step of crushing a mass of ceramic particles coated with a binder and granulating a powder mixture of ceramic particles to a desired size. In this case, the granulated ceramic particles are still at least partially covered by the metal binder. In this state, the powder mixture is ready for the hot isostatic pressing process shown by the block 98 in FIG. At this time, the powder has a low gas content and, at the same time, has surface properties to form good wetting and fine particle bonding during the hot isostatic pressing process.
【0036】[0036]
【本発明のコーティング形成方法の利点】以上から、図
6のフローチャートにより示したコーティング形成方法
の主な利点は以下の通りとなる。Advantages of the coating forming method of the present invention From the above, the main advantages of the coating forming method shown by the flowchart of FIG. 6 are as follows.
【0037】(1)ほぼ最高の密度で、例えばCrC+NiC
rのシールないし被覆が得られ、これによって、腐食メ
カニズムやスポーリングを促進するガス状細孔が除去さ
れる。(1) At the highest density, for example, CrC + NiC
A seal or coating of r is obtained, which removes gaseous pores that promote the corrosion mechanism and spalling.
【0038】(2)CrC+NiCrの酸化が殆ど又は全くな
く、その結果、微粒子間接合が改善され、層剥離ないし
スポーリングを起こす傾向が緩和され、熱衝撃抵抗性が
改善される。(2) There is little or no oxidation of CrC + NiCr, so that the bonding between fine particles is improved, the tendency to cause delamination or spalling is reduced, and the thermal shock resistance is improved.
【0039】(3)被覆(コーティング80)が、応力の
圧縮状態、割れや層剥離が始まらないようにする状態と
なる。(3) The coating (coating 80) is in a state where stress is compressed and a state where cracking or delamination is not started.
【0040】(4)熱間等静圧圧縮成形の圧力・温度サ
イクルの制御によって、シール(被覆)と基体との境界
部で良好な相互拡散が得られ、基体と被覆との間の界面
強度が高められる。(4) By controlling the pressure / temperature cycle of hot isostatic pressing, good interdiffusion is obtained at the boundary between the seal (coating) and the substrate, and the interface strength between the substrate and the coating is obtained. Is enhanced.
【0041】(5)CrC-CrCの微粒子間接合の強度も、
従来のスプレー技術や粉体冶金技術に比較して高めら
れ、耐腐食性及び耐摩耗性が向上される。(5) The bonding strength between the fine particles of CrC—CrC is also
The corrosion resistance and the abrasion resistance are improved as compared with the conventional spray technology and powder metallurgy technology.
【0042】(6)良好な密着結合剤の存在によって、
熱応力割れに対する抵抗性が向上される。(6) Due to the presence of a good tight binder,
Resistance to thermal stress cracking is improved.
【0043】(7)複数の構成要素を1つのサイクルで
形成(被覆)することができ、これによって、プロセス
の一貫性が得られると共に、長期的にはプロセスの経済
面も好ましいものとなる。(7) A plurality of components can be formed (coated) in one cycle, thereby obtaining process consistency and making the process economically favorable in the long term.
【0044】(8)カン(容器)内の真空状態により、
被覆及び被覆境界部にはガスが入っておらず、その結
果、例えば水素のような種がないことにより、耐腐食性
が大幅に向上される。(8) Depending on the vacuum state in the can (container),
The cladding and the cladding interface are gas-free and, as a result, the absence of species such as, for example, hydrogen greatly improves the corrosion resistance.
【0045】(9)被覆は本質的に割れを生じることは
なく、高い破損強度を有する。(9) The coating does not essentially crack and has high breaking strength.
【0046】(10)同一の熱間等静圧圧縮成形サイク
ル中に、複数の構成要素を処理することができ、プロセ
スの一貫性及び好適な経済性が保証される。(10) Multiple components can be processed during the same hot isostatic pressing cycle, ensuring process consistency and good economics.
【0047】本発明及びこれに付随する多くの利点は、
上の説明から理解されるであろう。また、本発明の精神
及び範囲を逸脱することなく、或はその実質的な利点を
犠牲にすることなく形態、構成及び配列に関し、種々の
変更が可能であり、よって、以上に述べた形態は単に本
発明の好適な実施例に過ぎないことは明らかであろう。The present invention and many of its attendant advantages include:
It will be understood from the above description. Further, various changes can be made in the form, configuration, and arrangement without departing from the spirit and scope of the present invention or without sacrificing the substantial advantages thereof. It should be clear that this is merely a preferred embodiment of the present invention.
【図1】原子炉の炉心と閉回路で直列に接続された蒸気
発生器及び原子炉冷却材ポンプを具備する従来の原子炉
冷却系統における冷却ループの1つを示す概略説明図で
ある。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one of cooling loops in a conventional reactor cooling system including a steam generator and a reactor coolant pump connected in series with a reactor core of a reactor in a closed circuit.
【図2】従来の原子炉冷却材ポンプの軸シール部分を示
す一部切欠き斜視図であり、シールハウジングと、軸シ
ール部分において該シールハウジング内に配置されポン
プ軸を囲んでいる第1、第2及び第3の封止装置との断
面を示す図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a shaft seal portion of a conventional reactor coolant pump, and shows a seal housing and first and second pump shafts disposed in the seal housing and surrounding the pump shaft; It is a figure showing the section with the 2nd and 3rd sealing device.
【図3】図2に示した従来の原子炉冷却材ポンプのシー
ルハウジングと封止装置の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a seal housing and a sealing device of the conventional reactor coolant pump shown in FIG. 2;
【図4】図3の原子炉冷却材ポンプにおける第2の封止
装置のランナの拡大縦断面図であり、ランナの上側のシ
ール面に付着されたコーティングを示す図である。4 is an enlarged longitudinal sectional view of a runner of a second sealing device in the reactor coolant pump of FIG. 3, showing a coating applied to a seal surface on an upper side of the runner.
【図5】図4の5−5線に沿って見た場合のランナの平
面図である。FIG. 5 is a plan view of the runner as viewed along line 5-5 in FIG. 4;
【図6】本発明のコーティング形成方法の工程を示すフ
ローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing steps of a coating forming method of the present invention.
【図7】コーティングと基体の全体を被包するようにし
て本発明のコーティング形成方法における熱間等静圧圧
縮成形工程を実施するための装置の一例を概略的に示す
縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of an apparatus for performing a hot isostatic compression molding step in the coating forming method of the present invention so as to cover the entire coating and the substrate.
【図8】コーティングのみを被包するようにして本発明
のコーティング形成方法における熱間等静圧圧縮成形工
程を実施するための別の装置を概略的に示す縦断面図で
ある。FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing another apparatus for performing a hot isostatic pressing process in the coating forming method of the present invention so as to cover only the coating.
【図9】本発明のコーティング形成方法における粉体処
理工程を構成する副工程を示すフローチャート図であ
る。FIG. 9 is a flowchart showing sub-steps constituting a powder processing step in the coating forming method of the present invention.
14 原子炉冷却材ポンプ 30 ポンプハウジング 32 シールハウジング 34 ポンプ軸 40 第2封止装置 42 第3封止装置 46,48 ランナ 58 シール面 74 基体 78 溝 80 コーティング 86 容器 94 カバー 14 Reactor coolant pump 30 Pump housing 32 Seal housing 34 Pump shaft 40 Second sealing device 42 Third sealing device 46, 48 Runner 58 Seal surface 74 Base 78 Groove 80 Coating 86 Container 94 Cover
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16J 15/34 F16J 15/34 F G21C 13/028 G21C 15/243 510G 15/243 510 13/02 F G21D 1/00 G21D 1/00 U (72)発明者 エリーノア・ゲットリッフェ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、マ リースビル、メドーブルック・ロード 3591 (56)参考文献 特開 平2−298276(JP,A) 特公 平3−39993(JP,B2) 特公 昭63−6630(JP,B2) 特公 昭59−39505(JP,B2) 欧州特許出願公開286024(EP,A 2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21D 1/04 GDP B30B 11/00 C04B 37/02 F01C 19/00 F04D 29/10 F16J 15/34 G21C 13/028 G21C 15/243 510 G21D 1/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F16J 15/34 F16J 15/34 F G21C 13/028 G21C 15/243 510G 15/243 510 13/02 F G21D 1/00 G21D 1 / 00 U (72) Inventor Eleanor Getriff, Meadowbrook Road, Marysville, PA 3591 (56) References JP-A-2-298276 (JP, A) JP-A-3-39993 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. Sho 63-6630 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. Sho 59-39055 (JP, B2) European Patent Application Publication No. 286024 (EP, A2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) ) G21D 1/04 GDP B30B 11/00 C04B 37/02 F01C 19/00 F04D 29/10 F16J 15/34 G21C 13/028 G21C 15/243 510 G21D 1/00
Claims (1)
ィングを形成するためのコーティング形成方法であっ
て、 (a)セラミック粒子及び金属結合剤の混合物内のガス含
有量を大幅に減じるように、且つ、前記金属結合剤で前
記セラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するよう
に、前記混合物から成る粉体を処理する工程と、 (b)前記封止装置の前記構成要素の前記シール面にコー
ティングを形成するために、該シール面に形成された溝
に粉体の前記混合物を付着させる工程と、 (c)前記シール面上の少なくとも前記コーティングを覆
うように金属製カバーを取り付けることにより、少なく
とも前記コーティングを被包する工程と、 (d)前記カバーと前記シール面上の前記コーティングと
の間の空気を減圧排気する工程と、 (e)前記コーティングを実質的に最大限の理論密度まで
高密度化し、前記溝において前記シール面に前記コーテ
ィングを冶金的に接合し、前記金属結合剤で前記セラミ
ック粒子の濡れを形成し、且つ、前記金属結合剤により
濡れが形成された前記セラミック粒子間を微粒子間接合
する態様で、前記カバーにより被包された前記コーティ
ング及び前記構成要素を熱間等静圧圧縮成形する工程
と、から成るコーティング形成方法。1. A coating forming method for forming a coating on a sealing surface of a component of a sealing device, comprising: (a) reducing the gas content in a mixture of ceramic particles and a metal binder; Treating the powder of the mixture so as to at least partially coat the ceramic particles with the metal binder; and (b) coating the sealing surface of the component of the sealing device. Adhering the mixture of powders into grooves formed in the sealing surface to form (c) attaching a metal cover so as to cover at least the coating on the sealing surface, Enclosing the coating; (d) depressurizing and exhausting air between the cover and the coating on the sealing surface; Densifying the coating to a substantially maximum theoretical density, metallurgically bonding the coating to the sealing surface in the groove, forming a wetting of the ceramic particles with the metal binder, and forming the metal bond. A step of hot isostatic pressing of the coating and the components encapsulated by the cover in such a manner that the ceramic particles wetted by the agent are bonded between the fine particles.
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